浅析ＱＡＭ调制技术及应用 张 军 辽宁省广播电视传输发射中心瓦房店微波站 数字电视传输方式有地面、卫星、有线之分， 这里主要介绍有线数字电视技术中采用的 ＱＡＭ调制。 通常不同的传输方式采用不同的调制方式。常用 的有： ①正交幅度调制（ＱＡＭ）：适合有线电视传 输。 ＱＡＭ调制器的作用 ②正交移相键控（ＱＰＳＫ）调制：：适合卫星广 播。 数字信号的传输方式分为基带传输和通带传 输两种。、各套电视节目通过编码器、复用器后形 成在ＳＤＨ系统可以传输的Ｔｓ码流，在光缆干线中 的传输就是基带传输。它的最大特点是有较强的 ③残留边带（ＶＳＢ）调制：适合地面电视广 播。 ④编码正交频分复用（ＣＯＦＤＭ）：适合地面电 视广播和同频网广播。 低频信号能量。一般传输信道的频率特性总是有 限的，即有上、下限频率，超过此界限就不能进 行有效传输，否则，不仅会使信号中的很多能量 图４个别站或某个站的个别机箱监控不到处理流程图 光功率是否降低；查看机房是否有人在施工作业。 （２）查看切换门限是否设置过低，受收光功 （２）通信光功率告警：处理方法和上述基本一 样，在查找原因时，让保护卡处于“手动”状态。 ４．光缆阻断以后光切换设备没有切换 率影响业务没有切换； （３）查看两端保护卡是否工作在手动状态， 手动状态不能成功切换保护系统。 这里总结了处理ＯＬＰ故障的几点体会，希望 同行有一些启发。 （１）查看中断的光缆是否为通信光缆，光缆 中断以后系统不会切换； 失去，信噪比降低，误码增加，而且还会给邻近 信道带来很强的干扰。解决的方法是在传输前对 数字信号进行某种处理，减少数字信号中的低频 分量和高频分量，使其能量向传输频带的中间频 率段集中，或者通过某种调制过程将信号的频谱 “搬移”到合适的波段上，这就用到了ＱＡＭ调制 器。ＱＡＭ调制器是把数字基带信号叠加在相互正 交的载波上进行调制，最终上变频到某个频段上 的设备。通过ＱＡＭ调制器的信号就可以在ＨＦＣ系 统中传输，也就是通带传输。它的最大优点是传 输效率高，即在相同的带宽内可传输更多比特的 信号。 二、ＱＡＭ调制器的工作原理 数字信号载波调制的重要指标有两个：一个 是频带利用率，即在单位频带内所能传输的最大 比特率。另一个是功率利用率，即在误码率满足 要求时所需的最小信号与噪声的功率比值。在有 线数字电视系统中，我们采用ＱＡＭ调制器，因为 它有以下优点：第一、频带利用率高。第二、抗干 扰能力仅次于ＱＰＳＫ。第三、从技术复杂性上看 ＱＰＳＫ最复杂，ＶＳＢ最简单，ＱＡＭ居中。在多电平 的ＱＡＭ调制中，电平数越大，相应的复杂程度越 高，抗干扰能力越弱，所以有线数字电视系统采用 ６４ＱＡＭ调制。图ｌ为ＭＱＡＭ调制器的原理框图。 速率为Ｒｂ的输入二进制序列分成速率为Ｒｂ／２ 的两个电平序列，通过２＂Ｌ电平转换器后，通过 ＬＦＰ低通滤波器取出基带信号，然后分别与两个正 交的载波相乘，相加后即产生ＭＱＡＭ信号。 图１ ＱＡＭ调制器原理图 三、ＱＡＭ调制器在数字有线电视中的应用 目前，我国的有线电视采用ＤＶＢ—Ｃ标准。 ＤＶＢ系统的信源编码统一使用ＭＰＥＧ一２编码。模 拟信号经抽样、量化、编码后形成的数字基带信 号，其码率很高，占用的频带也很宽。 例如，我国一路标清信号，按ＣＣＩＲ一６０１标准 规定的４：２：２格式，将ＰＡＬ—Ｄ视频信号转换为数字 信号：即亮度信号（Ｙ）的抽样频率为１３．５ＭＨｚ， 两个色差信号（Ｒ—Ｙ，Ｂ—Ｙ）的抽样频率均为 ６．７５ＭＨｚ；若每个样值按８ｂｉｔ量化，则可算得：亮 度信号的码率为１３．５ｘ８＝１０８（Ｍｂｉｔ／ｓ），色差信号 的码率为６．７５ｘ２ｘ８＝１０８（Ｍｂｉｔ／ｓ），一路ＰＡＬ—Ｄ视 频信号经Ａ／Ｄ转换后的码率高达２１６Ｍｂｉｔ／ｓ。而要 传送数字信号的信道带宽，通常应为其码率的 ０．５～１倍，即要传送这样一路数字视频信号，至少 要占用１０８～２１６ＭＨｚ带宽。 显然，比模拟视频信号所占６ＭＨｚ带宽要大得 多。因而，数字信号必须进行压缩后才能传输。 采用ＭＰＥＧ一２压缩编码后，每套节目传输速率大 概有６Ｍｂｐｓ。 对于标清信号，在有线电视网传输时，一般 采用６４ＱＡＭ调制方式。如果符号率采用 ６．８７５Ｍｂａｕｄ，信道编码采用Ｒｓ编码（２０４，１ ８８）， 按每套节目的速率为６Ｍｂｐｓ，每个频道的最高传输 速率为６．８７５ｘ６＝４１．２５Ｍｂｐｓ，每个频道的有效传输 速率为４１．２５×（１８８／２０４）＝３８．０１Ｍｂｐｓ，故每个频 道可以传输的节目数量为３８．０１／６＝６．３３个。 作为发展趋势的ＨＤＴＶ信号，未经压缩时的 数据为６６３．５Ｍｂｉｔ／ｓ，压缩后为３１．８Ｍｂｉｔ／ｓ（压缩比 ２０．８：１）。如果采用６４ＱＡＭ调制频带利用率达到 ６ｂｉｔ／（ｓ·Ｈｚ），传输带宽为３１．８／６＝５．３ＭＨｚ。也就是 说，在现有的有线电视系统中，采用６４ＱＡＭ调制 方式，每个频道可以传输一路高清或６路标清信 号，提高了信道利用率。 四、ＱＡＭ调制器常见故障及维护 （１）ＡＳＩ信号输入时，告警灯闪烁。这种情况 般是输入通道设置不正确，或输入连接线路无 信号造成的。通过面板菜单，设置正确的输入通 道，检查连接线路是否送来Ｔｓ码流。 （２）面板设置为ＤＳ３输入，告警灯闪烁。这 种情况可以检查ＱＡＭ调制器ＤＳ３输入成电 呒帧模 式，并检查ＤＳ３线路是否送达４５Ｍｂｉｔ适配码流。 （３）输入／输出参数经检查设置正确，但ＳＴＢ 还是不能搜索到Ｔｓ流中的节目。这种情况多数是 因为机顶盒没有连接好有线电视射频电缆或ＱＡＭ 调制器中频外部环回线未正确连接，中频信号连 接中断。 （４）输入／输出参数经检查设置正确，ＳＴＢ能 搜索到ＴＳ流中的节目，但各台节目都有马赛克现 象。这是因为射频输出增益和ＳＴＢ接收电平范围 不匹配。重新设置输出增益的值，通常ＳＴＢ的接 ４１ 波分复用设备误码问题的分析与处理 蒋玉梅 辽宁省广播电视传输发射中心 刖置 收异常，同时产生误码。 （１）合波类型单板通道的插损值过大 波分复用器件本身对光信号有衰减作用，不同 类型的波分复用器件插损值不同。插损值的大小 将直接影响系统的传输距离。 （２）光放大类型单板的增益平坦度较差 对于波分系统的光放大器，希望多路波长的所 有单个波长增益相同，但实际上是不可能的，只 能通过各种手段将增益差控制到很小。 使用仪表逐级检查，找到增益平坦度差的光放 大器。从网管上查询其增益的设置情况，如增益 被调整，将其归零；如果归零后系统仍未恢复正 常，更换该单板。 波分复用是将携带不同信息的多个光载波信 号复合到一根光纤中进行传输的光通信系统，主 要为ＳＤＨ、ＰＤＨ、ＡＴＭ以及ＩＰ等业务提供透明的 光传输通道。误码是衡量波分系统性能优劣的一 个重要指标，它反映信息在传输过程中受到损伤 的程度。为保证传输网的运行质量，解决和处理 好波分复用系统的误码问题成为网络运行维护的 项重要工作。 二、误码产生的原因 １．单板性能劣化 （１）波长转换板故障 若ＯＴＵ光发送模块性能劣化或器件失效，可 （３）各放大站的输入输出光功率不正确或不稳 定也会使系统产生误码 （４）线路性能劣化 光缆线路衰耗过大、尾纤连接头不清洁、固定 光衰减器衰耗过大、光器件之间的耦合损耗等， 都会导致ＳＤＨ设备接收光功率灵敏度低，产生误 码。 能会导致输出光功率异常。ＯＴＵ光模块损坏的常 见原因是强光损坏了接收模块，使：得单板不能正 常使用。例如，在没有断开线路ＯＤＦ架连接的情 况下，强光直接注入ＯＴＵ单板，造成光模块损坏。 此时，可以通过更换单板来解决故障。 （２）光放大板故障 由于光放大器器件失效导致光功率异常，只 有通过更换单板来解决故障。 （３）光转发类型单板、汇聚类型单板传输性 能劣化。 ２．光功率异常 光功率过低或过高，都会导致接收光模块接 收电平范围大约为６０—８０ｄＢＶ，ＱＡＭ调制器的输出 则高于１００ｄＢ，需要考虑电平匹配问题。另外，不 同的ＳＴＢ接收电平和灵敏度一般也不相同。 出现不明原因光功率降低，应首先检查尾纤的 连接和衰耗。最大的可能是尾纤被挤压、尾纤弯 曲半径过小、尾纤绑扎过紧、尾纤连接头脏、尾 纤因受到外界因素影响导致传输性能劣化以及尾 纤受损导致衰耗增大等。 波分系统对光功率十分敏感，任何时候都要保 证机柜内部尾纤弯曲直径大于４ｃｍ，外部尾纤弯曲 益参数；打开机顶盒的相关菜单，检查此参数后 将设置一致。 （６）ＱＡＭ调制器参数设置均正确时，通过 ＳＴＢ在电视中收不到节目信息。电视机收不到节目 （５）各种参数（符号率、中心频率、调制数） 设置均正常，但电视无信号。这是由于线路连接 错误，或射频输出未打开及输出增益设置错误， 还有可能是机顶盒的频谱翻转与ＱＡＭ调制器的频 谱翻转设置不一致造成。对应的解决方法：检查 相关线路；检查射频输出是否打开；改变输出增 信息的主要原因有：电平太高；相关参数设置不 对；无节目源；误码较高；线路连接不正确。 （７）ＱＡＭ调制器的性能方面有问题时，可以 用场强仪进行测试，可从数字电视信号的星座图 上反映出来。